???????
1、鎢行業(yè)發(fā)展概況
鎢性能優(yōu)越,應(yīng)用廣泛。鎢是一種分布較廣泛的元素,幾乎遍見于各類巖石中,但含量較低。鎢在地殼中的含量為0.001%。鎢具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能,包括高熔點(diǎn)、高密度、高強(qiáng)度,以及良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,使其無(wú)論作為合金元素添加劑,作為功能、結(jié)構(gòu)材料,還是化工原料,都具有不可或缺、關(guān)鍵性的作用,其制品被廣泛應(yīng)用于民用、工業(yè)、軍工和高新產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。
鎢是全球重要的戰(zhàn)略資源。鎢是一種稀有的國(guó)家重要戰(zhàn)略資源,號(hào)稱“工業(yè)的牙齒”,廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、金屬切削機(jī)床、汽車制造、電子信息、航天軍工等領(lǐng)域,由于鎢的稀缺性和不可替代性,目前被世界各國(guó)列為重要戰(zhàn)略金屬,被譽(yù)為“高端制造的脊梁“。
鎢主要以黑鎢礦和白鎢礦的形式存在,成本更高的白鎢礦逐步成為主流。目前具備經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值的鎢礦石主要為黑鎢礦和白鎢礦。我國(guó)鎢礦品位低,成分復(fù)雜,白鎢礦富礦少,品位低,占68.7%;黑鎢礦富礦多,品位高,占20.9%,混合型黑白鎢混合礦與其他礦物共伴生,成分復(fù)雜難選難冶,占10.4%。隨著百年持續(xù)開采,黑鎢礦資源日趨枯竭,品位低、回收成本高的白鎢礦逐步取代黑鎢礦成為主要的鎢礦開采礦種。
品位持續(xù)下滑,國(guó)內(nèi)成本偏高。據(jù)中國(guó)鎢協(xié)統(tǒng)計(jì),我國(guó)鎢礦山處理原礦平均品位由2004 年的0.42%下降到現(xiàn)階段的0.28%,如果按平均選礦回收率80%計(jì)算,則生產(chǎn)一個(gè)標(biāo)噸的鎢精礦需開采345 噸原礦。根據(jù)Almonty 數(shù)據(jù),中國(guó)大型公司的鎢礦成本為205-245 美元/MTU,處于成本曲線的右端。目前鎢價(jià)含稅成本在10 萬(wàn)元/噸左右,未來(lái)成本仍有提升空間。鎢礦常與鉬、銅、錫、鉛鋅、鉍等金屬伴生,且礦山開采成本與礦山品位、開采深度、管理水平等因素相關(guān),不同礦山成本差異較大。若按原礦開采平均成本120 元/噸,選礦平均成本100 元/噸計(jì),那生產(chǎn)1 標(biāo)噸的鎢精礦成本為345*(120+100)=7.59 萬(wàn)元/噸,考慮6.5%的資源稅以及13%的增值稅(鎢礦山進(jìn)項(xiàng)抵扣稅非常少,每噸鎢精礦增值稅的實(shí)際納稅率在10%以上),按現(xiàn)價(jià)16.1 萬(wàn)元/噸計(jì)算,我國(guó)鎢精礦的含稅平均成本大致為7.59+2.67=10.26 萬(wàn)元/噸。未來(lái)國(guó)內(nèi)白鎢礦開采占比提升后,成本仍有提升空間。
新《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》,加強(qiáng)了對(duì)戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的管理,對(duì)特殊礦產(chǎn)資源實(shí)行保護(hù)性開采。自然資源部發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)綠色礦山建設(shè)的通知》,要求到2028 年底,綠色礦山建設(shè)工作機(jī)制更加完善,持證在產(chǎn)的90%大型礦山、80%中型礦山要達(dá)到綠色礦山標(biāo)準(zhǔn)。
鎢礦開采繼續(xù)實(shí)行總量控制,2024 年全國(guó)鎢精礦開采總量控制指標(biāo)為114000 噸,較上年度增長(zhǎng)2.7%。繼續(xù)實(shí)施《市場(chǎng)準(zhǔn)入負(fù)面清單》、鎢品出口國(guó)營(yíng)貿(mào)易管理政策、《外商投資準(zhǔn)入特別管理措施(負(fù)面清單)》和《自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)外商投資準(zhǔn)入特別管理措施(負(fù)面清單)》。外商不得從事勘查、開采礦產(chǎn)資源及轉(zhuǎn)讓探礦權(quán)、采礦權(quán)審批。
2、鎢行業(yè)發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素
1、有色金屬鎢資源的稀有性和采礦技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新
鎢是一種稀缺材料,具有高熔點(diǎn)、高密度、高硬度、高耐磨性、穩(wěn)定化學(xué)表現(xiàn)等優(yōu)良特徵。鎢產(chǎn)品通常
用于機(jī)械制造、電力資源、國(guó)防工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。全球鎢儲(chǔ)量由2018 年的約3.3 百萬(wàn)噸增加至2023 年
的4.4 百萬(wàn)噸,復(fù)合年增長(zhǎng)率為5.9%。2023 年,全球鎢產(chǎn)量7.8 萬(wàn)噸,全球鎢耗用量約12.41 萬(wàn)噸,
缺口高達(dá)4.61 萬(wàn)噸,體現(xiàn)了鎢資源的稀缺和強(qiáng)勁需求。雖然全球鎢資源廣泛分布于不同地區(qū),但中國(guó)現(xiàn)
時(shí)的鎢資源和儲(chǔ)量居于首位,占全球鎢資源和儲(chǔ)量的逾50%。
中國(guó)對(duì)鎢實(shí)行總開采指標(biāo),以控制其開采,即由國(guó)家部門統(tǒng)一規(guī)劃及分配各地區(qū)鎢資源開采指標(biāo)。此外,
加拿大、哈薩克斯坦和俄羅斯亦擁有較豐富的鎢資源。隨著技術(shù)進(jìn)步和儲(chǔ)量持續(xù)增長(zhǎng),為匹配相對(duì)稀缺
的鎢資源、鎢產(chǎn)量和穩(wěn)定上升的鎢耗用量,采礦技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新將成為鎢行業(yè)增長(zhǎng)和發(fā)展的主要因素。
2、下游產(chǎn)業(yè)對(duì)鎢的需求不斷增加
隨著全球經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng),不同產(chǎn)業(yè)的鎢耗用量亦持續(xù)增長(zhǎng),全球鎢耗用量預(yù)計(jì)會(huì)在2028 年達(dá)到約15.11萬(wàn)噸。鎢常被制成硬質(zhì)合金產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于航天工業(yè)、軍工以及PV(光伏)工業(yè)等眾多行業(yè)。鎢及鎢絲可用于生產(chǎn)具有高硬度、耐磨及高耐蝕性的材料。隨著可預(yù)見的產(chǎn)能擴(kuò)張和大規(guī)模應(yīng)用,鎢絲的性價(jià)比將高于碳金剛絲,成為光伏行業(yè)可靠的替代產(chǎn)品。此外,碳化鎢工具廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)數(shù)碼控制(CNC)車床工具。CNC 車床工具需要高硬度、耐磨及耐高溫的工具以滿足高速切削及重負(fù)荷加工的需求。
鎢作為硬質(zhì)合金的主要成分之一,可提供優(yōu)異的硬度及耐磨性,使工具更耐用且壽命更長(zhǎng)。此外,硬質(zhì)合金鉆頭是一種常見的工業(yè)切削工具,用于在金屬、木材、塑料及其他材料上鉆孔。碳化鎢顆粒使碳化鎢鉆頭硬度高且耐磨,使其能夠在高旋轉(zhuǎn)速度及重載下有效切削。此外,硬質(zhì)合金鉆頭切削穩(wěn)定性良好且使用壽命較長(zhǎng),適用于各種鉆孔應(yīng)用。與其他材料相比,鎢具有壓倒性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),引領(lǐng)鎢市場(chǎng)快速發(fā)展。
(3)技術(shù)升級(jí)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步
礦業(yè)加工和冶煉技術(shù)進(jìn)步:在鎢冶煉技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中,1980 年之前蘇打燒結(jié)、鹽酸分解(用于高質(zhì)量白鎢礦精礦)、蘇打壓煮、氫氧化鈉分解作為全球主要常用的鎢礦分解流程手段。由1980 年代初至1990 年代末,以熱球磨(機(jī)械活化)和鹼壓蒸煮為代表的氫氧化鈉分解方法取得變革性突破。自此,絕大多數(shù)鎢材料以氫氧化鈉分解方法處理。
近年,白鎢礦的硫磷混合酸協(xié)同溶浸技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鎢礦的常壓分解。隨著礦業(yè)加工和冶煉技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)不斷增加技術(shù)研究,提高礦產(chǎn)資源利用率,升級(jí)自動(dòng)化流程以及降低能源成本。此外,采礦及加工技術(shù)的進(jìn)步提高了鎢開采的效率及成本效益,使其成為對(duì)投資者具吸引力的市場(chǎng)。
智能技術(shù)推動(dòng)鎢利用效率提升:鎢是全球?qū)用娴南∪?、非再生?zhàn)略資源。因此,鎢的回收利用亦十分重要。隨著廣泛採(cǎi)用智能采礦及智能礦物加工,鎢的整體利用率在過(guò)往數(shù)年不斷上升。今日,企業(yè)可采用智能技術(shù),高效安全開采鎢礦。一套智能系統(tǒng)可全天候追蹤鎢礦場(chǎng)或鎢礦,確保安全度和生產(chǎn)力,因而提高鎢的整體利用率。因此,行業(yè)配備智能技術(shù),是鎢市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素之一。
3、鎢礦市場(chǎng)供需格局
(1)供應(yīng)端:鎢供給維持剛性,產(chǎn)業(yè)鏈前端國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)顯著
我國(guó)的鎢資源豐富,鎢儲(chǔ)量及礦山鎢產(chǎn)量世界第一,2024 年占比分別為52.5%和82.3%。2024 年全球鎢資源儲(chǔ)量約576 萬(wàn)噸,中國(guó)鎢資源儲(chǔ)量為303 萬(wàn)噸,占比最大為52.5%;全球礦山鎢產(chǎn)量約10.3 萬(wàn)噸,中國(guó)礦山鎢產(chǎn)量為8.4 萬(wàn)噸,占比最大為82.3%,且1994 年以來(lái),我國(guó)一直貢獻(xiàn)世界最大的鎢礦產(chǎn)量。我國(guó)黑鎢礦品位相對(duì)較高,在0.4%左右,但經(jīng)過(guò)100 多年的商業(yè)開采,黑鎢礦資源逐年減少,未來(lái)資源將以白鎢礦為主,目前在采的白鎢礦品位在0.2%左右。
國(guó)家對(duì)鎢礦開采實(shí)行總量控制,鎢礦的開采總量控制指標(biāo)逐步提升,但是增量較小。鎢礦開采總量指標(biāo)由2016 年的9.13 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2024 年的11.4 萬(wàn)噸,CAGR 為2.81%。我國(guó)鎢礦主要分布在江西,湖南,廣東,廣西等地,2024 年江西省鎢精礦開采總量控制指標(biāo)為4.03 萬(wàn)噸,占全國(guó)總量的35.4%,居第一位,其次為湖南?。?.0 萬(wàn)噸,26.3%),河南?。?.41 萬(wàn)噸,12.4%)。自然資源部下達(dá)2025 年鎢礦第一批開采指標(biāo)為58000 噸,同比下滑4000 噸,連續(xù)兩年下滑(23 年第一批63000 噸,24 年第一批62000 噸)。從指標(biāo)占比分布來(lái)看,前五大主要產(chǎn)區(qū)沒有變化,其中江西減量最多達(dá)2370 噸,云南減量400 噸,廣東減量266 噸,廣西減量240 噸,黑龍江、湖北、浙江、安徽等區(qū)域合計(jì)減量720 噸,開采配額歸零。
鎢資源雖然在我國(guó)蘊(yùn)藏豐富,但是從全球來(lái)看,它在地殼中的含量較少(只占地殼重的0.001%左右)。然而鎢金屬因?yàn)槠溆捕却?、熔沸點(diǎn)高、能耐高溫、耐侵蝕等特點(diǎn),通常被加工成硬質(zhì)合金工具,鎢特鋼等,被應(yīng)用于交通運(yùn)輸、采掘、工業(yè)制造、軍工等領(lǐng)域,是加工國(guó)之重器的關(guān)鍵工具,素有“工業(yè)牙齒”之稱,更是“高端制造業(yè)的脊梁”。正是因?yàn)殒u資源的稀缺性和不可替代性,我國(guó)將鎢視為戰(zhàn)略性資源,它的開采受到國(guó)家嚴(yán)格管控。
在開采指標(biāo)的限制下,供應(yīng)端難有大的增量。USGS 數(shù)據(jù)顯示,2022 年全年鎢精礦產(chǎn)量6.6 萬(wàn)噸,同比下滑7%;2023 年,鎢精礦的產(chǎn)量約為6.6 萬(wàn)噸,同比持平;2024 年,鎢精礦產(chǎn)量約6.7 萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)1.5%。2024 年,鎢精礦的開工率整體低于2023 年,2025 年開年來(lái)鎢精礦開工率整體也低于2024 年同期,反映鎢礦端供應(yīng)偏緊格局。
鎢礦開采難度高,成本端支撐較強(qiáng)。近年來(lái)鎢精礦的開采品位越來(lái)越低,開采條件和技術(shù)難度越來(lái)越大,社會(huì)和國(guó)家對(duì)產(chǎn)業(yè)人員的生產(chǎn)、生活環(huán)境和質(zhì)量要求進(jìn)一步提高,鎢精礦成本維持高位。據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù),2023 年鎢精礦生產(chǎn)成本基本處于9.6-10.7 萬(wàn)元/噸范圍,2024 年,鎢精礦生產(chǎn)成本顯著抬升,突破13 萬(wàn)元/噸范圍,2025 年初鎢精礦成本保持平穩(wěn),鎢價(jià)成本支撐較強(qiáng)。
海外鎢礦新增供給有限。海外鎢礦項(xiàng)目主要分布在哈薩克斯坦、韓國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞、東南亞等地區(qū),目前正在開發(fā)的鎢礦項(xiàng)目主要包括哈薩克斯坦是巴庫(kù)塔鎢礦和韓國(guó)的Sangdong 鎢礦。哈薩克斯坦的巴庫(kù)塔鎢礦是全球第四大WO3礦產(chǎn)資源量鎢礦(包括露天鎢礦及地下鎢礦),一期項(xiàng)目計(jì)劃將于2025Q2 開始商業(yè)化生產(chǎn),2025 年的目標(biāo)年度采礦及礦物加工能力是330 萬(wàn)噸鎢礦石,2027Q1 開啟二期項(xiàng)目商業(yè)化生產(chǎn),目標(biāo)是加工495 萬(wàn)噸鎢礦石。韓國(guó)Sangdong 鎢礦目前也正在復(fù)產(chǎn)籌備之中,2025 年有望開始生產(chǎn)。考慮項(xiàng)目爬坡需要一定周期,預(yù)計(jì)海外鎢礦新增供給沖擊較小,新增供給量級(jí)也較為有限。
中國(guó)作為全球最大的APT 生產(chǎn)國(guó),年產(chǎn)量占全球60%以上,掌握鎢產(chǎn)業(yè)鏈的核心中間體。仲鎢酸銨,簡(jiǎn)稱APT,是鎢冶煉和加工的關(guān)鍵中間體,是制備各種鎢產(chǎn)品的重要原料,其純度直接影響下游材料的性能。通過(guò)高溫還原過(guò)程,仲鎢酸銨可以轉(zhuǎn)化為鎢粉和碳化鎢,進(jìn)而用于制造硬質(zhì)合金、鎢絲、電子材料等產(chǎn)品。據(jù)百川盈孚統(tǒng)計(jì),2024 年國(guó)內(nèi)仲鎢酸銨產(chǎn)能合計(jì)約17.6 萬(wàn)噸,主要分布在江西、湖南、河南和福建等地,四省份占比我國(guó)仲鎢酸銨整體產(chǎn)能9 成份額;2024 年國(guó)內(nèi)APT 產(chǎn)量合計(jì)約10 萬(wàn)噸,江西占比我國(guó)APT 產(chǎn)量61%,湖南占比19%,河南和福建合計(jì)占比10%,主要因我國(guó)大型鎢礦整體集中在江西和湖南等地。中國(guó)作為全球最大的APT 生產(chǎn)國(guó),年產(chǎn)量占全球60%以上。早期美國(guó)、日本等地還布局有一定仲鎢酸銨產(chǎn)能,伴隨中國(guó)仲鎢酸銨產(chǎn)能規(guī)??焖偬嵘?,如今海外基本都依賴于從中國(guó)進(jìn)口仲鎢酸銨等鎢冶煉原料,只有部分海外鎢礦產(chǎn)區(qū)布局少量鎢冶煉產(chǎn)能。從全球鎢產(chǎn)業(yè)鏈的分工來(lái)看,國(guó)內(nèi)在鎢產(chǎn)業(yè)鏈前端占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,包括鎢礦、鎢冶煉產(chǎn)品等,而國(guó)外鎢企業(yè)基本不涉及鎢資源開發(fā)和冶煉環(huán)節(jié),所使用的原料如仲鎢酸銨、氧化鎢、鎢粉、碳化鎢等主要從我國(guó)進(jìn)口,然后進(jìn)行精細(xì)加工。2025 年2月4 日,中國(guó)商務(wù)部與海關(guān)總署聯(lián)合發(fā)布了對(duì)鎢等相關(guān)物項(xiàng)實(shí)施出口管制的公告,仲鎢酸銨(APT)作為25 種稀有金屬產(chǎn)品及其技術(shù)之一,被納入出口管制范圍,對(duì)海外鎢深加工產(chǎn)業(yè)鏈或產(chǎn)生較大沖擊。在國(guó)內(nèi)進(jìn)行出口管制的背景下,海外無(wú)論從資源端還是冶煉端都難以快速建立有效產(chǎn)能緩解鎢產(chǎn)品短缺局面,鎢戰(zhàn)略屬性凸顯。
(2)需求端:國(guó)內(nèi)鎢消費(fèi)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,以硬質(zhì)合金、鎢材為主
近年來(lái)國(guó)內(nèi)鎢消費(fèi)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,以硬質(zhì)合金、鎢材、鎢特鋼、鎢化工為主。其中,硬質(zhì)合金消費(fèi)占比均達(dá)到最高,占當(dāng)年鎢消費(fèi)的一半以上,隨后依次是鎢材、鎢特鋼、鎢化工。2023 年,中國(guó)硬質(zhì)合金銷量為3.6 萬(wàn)噸,占比56%,位于第二的是鎢材,占比為23%。2024 年上半年,中國(guó)硬質(zhì)合金銷量為2.04萬(wàn)噸,占比58%,位于第二的是鎢材,占比23.2%。
1)硬質(zhì)合金作為鎢下游主力產(chǎn)品,國(guó)產(chǎn)化替代需求迫切
作為國(guó)內(nèi)鎢主要的下游產(chǎn)品,硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過(guò)粉末冶金工藝制成的一種合金材料,具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等,用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來(lái)切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。硬質(zhì)合金按照成分可以分為:鎢鈷類硬質(zhì)合金、鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金、鎢鉭鈷類硬質(zhì)合金、鎢鈦鉭(鈮)類硬質(zhì)合金。其中鎢鈷類硬質(zhì)合金主要應(yīng)用于加工鑄鐵、有色金屬等,鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金主要用于加工韌性材料,鎢鉭鈷類硬質(zhì)合金主要應(yīng)用于加工鑄鐵和不銹鋼,鎢鈦鉭(鈮)類硬質(zhì)合金主要應(yīng)用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料。
由于市場(chǎng)需求的增長(zhǎng),中國(guó)硬質(zhì)合金產(chǎn)量整體呈平穩(wěn)上升趨勢(shì)。根據(jù)中國(guó)鎢業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)硬質(zhì)合金的產(chǎn)量從2018 年的3.38 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2024 年的5.8 萬(wàn)噸,期間復(fù)合增長(zhǎng)率9.4%,2021-2023 年硬質(zhì)合金產(chǎn)量保持穩(wěn)定,2024 年,硬質(zhì)合金產(chǎn)量同比增長(zhǎng)14.40%。
刀具材料主要包括硬質(zhì)合金、工具鋼(碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼)、陶瓷和超硬材料(人造金剛石PCD、立方氮化硼CBN)。從刀具材料發(fā)展歷史來(lái)看,硬質(zhì)合金的出現(xiàn)與發(fā)展,替代了很大一部分高速鋼。硬質(zhì)合金的綜合性能更加優(yōu)異,使用領(lǐng)域最為廣泛。
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的硬質(zhì)合金工業(yè)體系成熟,對(duì)材料基礎(chǔ)原理和涂層原理的研究成果較多,通過(guò)持續(xù)不斷的優(yōu)化硬質(zhì)合金材質(zhì)、涂層和刀具結(jié)構(gòu),提高硬質(zhì)合金刀具的高效加工性能,使硬質(zhì)合金刀具能夠最大范圍的應(yīng)用到各種領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2032 年,全球硬質(zhì)合金刀具市場(chǎng)規(guī)模將從2024 年的115.4 億美元增長(zhǎng)至184.1 億美元,年均增長(zhǎng)率在6.0%至7.1%之間。
硬質(zhì)合金刀具是參與數(shù)字化制造的主導(dǎo)刀具,隨著我國(guó)制造業(yè)持續(xù)升級(jí),硬質(zhì)合金刀具的產(chǎn)值占比逐步提高。近幾年我國(guó)切削刀具的產(chǎn)值結(jié)構(gòu)發(fā)生著持續(xù)的變化,綜合性能更優(yōu)越的硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)值占比不斷在提高。根據(jù)《第四屆切削刀具用戶調(diào)查數(shù)據(jù)分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)顯示,我國(guó)硬質(zhì)合金刀具占主導(dǎo)地位,占比約為53%。
作為數(shù)控金屬切削機(jī)床的易耗部件,無(wú)論是存量機(jī)床的配備需要,還是每年新增機(jī)床的增量需求,都將帶動(dòng)數(shù)控刀具的消費(fèi)需求。2019-2023 年數(shù)控金屬切削機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模的復(fù)合增長(zhǎng)率為5.75%,2023 年數(shù)控金屬切削機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模為4090 億元,同比增長(zhǎng)6.93%。預(yù)計(jì)數(shù)控機(jī)床的規(guī)模還會(huì)進(jìn)一步增加。
2021-2024 年,切削刀具的進(jìn)口占比持續(xù)下降,切削刀具逐步擺脫進(jìn)口依賴。2023 年切削刀具進(jìn)口額12.7 億美元,出口額36.6 億美元,進(jìn)出口比例為34.7%;2024 年切削刀具進(jìn)口額12.3 億美元,出口額39.8 億美元,進(jìn)出口比例為30.9%。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)方面,國(guó)際主要高端刀具品牌生產(chǎn)廠家以瑞典山特維克SANDVIK、德國(guó)瓦爾特WALTHER、瑞典三高SECO、美國(guó)肯納KENNAMETAL、德國(guó)MAPAL、以色列伊斯卡ISCAR、日本三菱MITSUBISHIMATERIALS、韓國(guó)特固克TAEGUTEC、日本京瓷KYOCERA 等國(guó)際巨頭為代表,具有專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和細(xì)分市場(chǎng)等優(yōu)勢(shì),在刀具材料、設(shè)計(jì)和制造工藝方面均已領(lǐng)先全球。其用戶涉及汽車、航空工業(yè)、采礦建筑行業(yè)、化工、石油和燃?xì)?、?dòng)力、紙漿紙張、居家用品、電子、醫(yī)學(xué)技術(shù),以及醫(yī)療行業(yè)的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。全球跨國(guó)工具集團(tuán)在全球范圍內(nèi)的發(fā)展格局呈現(xiàn)出“高起點(diǎn)、大投入、規(guī)模化、國(guó)際化”的特點(diǎn),占有現(xiàn)代高效刀
具約三分之二的市場(chǎng)份額。全球刀具行業(yè)大致可以分為三大梯隊(duì):
第一梯隊(duì):歐美刀具企業(yè)。具備深厚的技術(shù)積淀和較多關(guān)鍵核心刀柄、刀體產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造能力,擁有豐富的產(chǎn)品線,這類企業(yè)往往擁有較為深入的機(jī)加工藝設(shè)計(jì)能力,能夠?qū)ο掠螜C(jī)加客戶的生產(chǎn)工藝進(jìn)行解構(gòu)、設(shè)計(jì)、優(yōu)化,并且自主制造出承載整套工藝的標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)刀具組合,幫助客戶順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工過(guò)程,同時(shí)更加高效地完成加工任務(wù),為其提供綜合加工解決方案。該梯隊(duì)主要以歐美刀具企業(yè)為主,但這些歐美企業(yè)提供的解決方案或產(chǎn)品價(jià)格普遍較為昂貴、交貨期較長(zhǎng)。
第二梯隊(duì):日韓刀具企業(yè)。主要提供高精度中高端標(biāo)準(zhǔn)化刀具,包含刀柄、刀體中較為通用的型號(hào),以及切削耗材,一般直接銷售刀具產(chǎn)品,對(duì)客戶生產(chǎn)工藝的理解相對(duì)較為薄弱。該梯隊(duì)主要以日韓刀具企業(yè)為主,國(guó)內(nèi)有部分企業(yè)也處于該梯隊(duì)。同時(shí)國(guó)內(nèi)還涌現(xiàn)出一批在單一產(chǎn)品性能上已達(dá)到或超過(guò)國(guó)際先進(jìn)水平的優(yōu)秀企業(yè),其產(chǎn)品通用性高、穩(wěn)定性較好、性價(jià)比較高。
第三梯隊(duì):主要以生產(chǎn)精度較低的傳統(tǒng)切削刀具,且能提供的產(chǎn)品種類有限。該梯隊(duì)從業(yè)者眾多,產(chǎn)品技術(shù)水平較低,已難以滿足現(xiàn)代高端制作業(yè)日益提升的精加工需求。
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,我國(guó)數(shù)控刀具行業(yè)在各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的龍頭企業(yè)。企業(yè)通過(guò)科技攻關(guān)、科研開發(fā)、技術(shù)改造,在刀具材料、設(shè)計(jì)、制造、涂層、鈍化等各個(gè)方面,打破了國(guó)外壟斷,解決了“卡脖子”問題,突破了技術(shù)瓶頸,解決了行業(yè)難題。許多刀具產(chǎn)品整體技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平,其中部分關(guān)鍵核心技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
總體上看,全球數(shù)控刀具市場(chǎng)集中度相對(duì)較高,山特維克、伊斯卡、肯納金屬等刀具巨頭占據(jù)了一半以上的市場(chǎng)份額;而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)集中度較低。雖然國(guó)內(nèi)刀具市場(chǎng)集中度較低,但在高端、中低端市場(chǎng)卻呈現(xiàn)截然不同的景象,國(guó)內(nèi)高端刀具市場(chǎng)集中度較高,幾乎由歐美、日韓刀具企業(yè)和少數(shù)國(guó)內(nèi)企業(yè)主導(dǎo),而中低端市場(chǎng)非常分散,國(guó)內(nèi)眾多刀具企業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)。
2)油氣開采領(lǐng)域使用廣泛,帶動(dòng)硬質(zhì)合金需求增長(zhǎng)
石油工業(yè)是支撐現(xiàn)代能源體系的核心行業(yè)之一,其勘探與開采過(guò)程面臨極端環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)。在石油鉆井作業(yè)中,設(shè)備需頻繁接觸堅(jiān)硬巖層、腐蝕性流體以及高溫高壓環(huán)境,傳統(tǒng)金屬部件往往因快速磨損而失效,導(dǎo)致維護(hù)成本激增、作業(yè)效率下降。為解決這一難題,硬質(zhì)合金耐磨件(以碳化鎢為主要成分)憑借其“工業(yè)牙齒”般的性能脫穎而出。這類材料不僅具備超高硬度和耐磨性,還能在惡劣條件下保持穩(wěn)定性,成為石油設(shè)備升級(jí)的關(guān)鍵突破口。
石油鉆井的核心任務(wù)是穿透復(fù)雜地層,包括砂巖、頁(yè)巖甚至花崗巖等堅(jiān)硬巖層。在此過(guò)程中,鉆頭與巖石的摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量,同時(shí)地層中的石英砂、金屬碎屑等磨蝕性顆粒會(huì)加速設(shè)備表面磨損。設(shè)備磨損的直接后果是維護(hù)成本上升和停機(jī)時(shí)間增加,據(jù)API 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算,傳統(tǒng)PDC 鉆頭在石英含量>40%的地層中平均進(jìn)尺約380-520 米,而單次更換作業(yè)耗時(shí)8-12 小時(shí),嚴(yán)重影響開采進(jìn)度。此外,部件失效還可能引發(fā)井噴、漏油等安全事故,進(jìn)一步放大經(jīng)濟(jì)損失。
石油鉆井的作業(yè)深度可達(dá)數(shù)千米,井下溫度可能超過(guò)200°C,壓力則高達(dá)100 兆帕以上。常規(guī)鋼材在此環(huán)境下易發(fā)生熱膨脹變形或氧化脆化。閥門密封件會(huì)在高溫下軟化失效,從而引發(fā)鉆井液泄漏事故,會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此外,頻繁的冷熱循環(huán)(如北極地區(qū)作業(yè))還會(huì)導(dǎo)致材料疲勞開裂,威脅設(shè)備安全。
硬質(zhì)合金是以碳化鎢(WC)為基體、鈷(Co)為黏結(jié)相的復(fù)合材料,其性能優(yōu)勢(shì)源于獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)。
針對(duì)硬度的問題,碳化鎢的維氏硬度高達(dá)1600-2400HV,僅次于金剛石,能夠有效抵御巖石切削和磨粒磨損。針對(duì)熱量的問題,碳化鎢的熔點(diǎn)高達(dá)2870°C,且在高溫下仍能保持高強(qiáng)度。鈷黏結(jié)相提供的延展性則賦予材料優(yōu)異的抗沖擊能力。針對(duì)環(huán)境的問題,硬質(zhì)合金對(duì)酸性介質(zhì)(pH2-12)和鹽霧環(huán)境具有極強(qiáng)抵抗力。
硬質(zhì)合金軸承在石油工業(yè)中廣泛應(yīng)用于極端工況設(shè)備,其碳化鎢-鈷復(fù)合結(jié)構(gòu)兼具高硬度和抗沖擊性。主要應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)、泥漿泵柱塞及井下馬達(dá)等關(guān)鍵部位,可在含磨礪性顆粒的鉆井液中承受200℃以上高溫與100MPa 級(jí)壓力,使用壽命較傳統(tǒng)鋼質(zhì)軸承提升3-5 倍。通過(guò)梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平衡表面耐磨性與芯部韌性,顯著降低井下工具非計(jì)劃起鉆頻率,保障超深井作業(yè)安全性與經(jīng)濟(jì)性。
硬質(zhì)合金軸套在石油工業(yè)中廣泛用于井下鉆具、泥漿泵和閥門等高磨損部件,以碳化鎢或碳化鉻為基體,通過(guò)熱等靜壓工藝強(qiáng)化致密度。其優(yōu)異耐磨性和耐腐蝕性可抵御含砂、鹽水的鉆井液沖刷,耐受150-300℃高溫及酸性介質(zhì)環(huán)境。表面梯度合金化設(shè)計(jì)在提升抗咬合能力的同時(shí),保持芯部韌性,使軸套在定向鉆井工具中壽命延長(zhǎng)2-4 倍,降低卡鉆風(fēng)險(xiǎn)并減少停機(jī)維護(hù),支撐深井復(fù)雜工況下的連續(xù)作業(yè)。硬質(zhì)合金閥座與密封件、硬質(zhì)合金噴嘴和硬質(zhì)合金扶正器都廣泛用于石油開采中。預(yù)計(jì)隨著超細(xì)晶硬質(zhì)合金(晶粒尺寸<0.5 微米)和新型黏結(jié)相(如鎳基合金)的研發(fā),材料性能將再上新臺(tái)階。此外,智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(如嵌入式磨損傳感器)的應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)部件壽命的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè),推動(dòng)石油行業(yè)向“零意外停機(jī)”目標(biāo)邁進(jìn)。硬質(zhì)合金耐磨件不僅是技術(shù)的載體,更是石油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基石。
從鉆透萬(wàn)米巖層到抵御深海腐蝕,硬質(zhì)合金耐磨件以其“剛?cè)岵?jì)”的特性,在石油行業(yè)中書寫了材料革命的篇章。它不僅是提升設(shè)備壽命的利器,更是降低碳排放、實(shí)現(xiàn)綠色開采的關(guān)鍵支撐。未來(lái),隨著全球能源需求的增長(zhǎng)與技術(shù)迭代,硬質(zhì)合金必將在石油領(lǐng)域綻放更耀眼的光彩。
3)光伏鎢絲替代碳鋼線,帶動(dòng)鎢絲產(chǎn)量高速增長(zhǎng)
鎢絲是用粉末冶金和塑性加工方法(如拉絲模拉制、電解拋光等工藝)制成純金屬鎢或摻雜的鎢細(xì)絲材。
鎢絲分為普通鎢絲和不下垂鎢絲。鎢絲金剛線是以純金屬鎢絲或摻雜抗下垂鎢絲為母線基體加工制作而成的切割金剛線,其因具有高硬度、高強(qiáng)度和良好耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異的理化性能,而廣泛應(yīng)用于線材切割行業(yè),在很大程度上彌補(bǔ)和改進(jìn)了現(xiàn)有碳鋼絲金剛線。
金剛線最早由日本廠商率先研發(fā)并生產(chǎn),日本旭金剛石工業(yè)株式會(huì)社在2007 年6 月推出了成熟的金剛線產(chǎn)品,日本中村超硬株式會(huì)社、日本愛德株式會(huì)社、日本聯(lián)合材料株式會(huì)社等超過(guò)10 家日企涉足電鍍金剛線行業(yè)。2007 年金剛線切割技術(shù)開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用于藍(lán)寶石切割。2010 年開始金剛線應(yīng)用于光伏晶體硅片的切割,2014 年以前,日本企業(yè)因生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)能大而處于壟斷地位,長(zhǎng)期維持壟斷價(jià)格0.4-0.5 美元/m(約合人民幣3 元/m)。自2015 年起金剛線切割開始對(duì)砂漿切割實(shí)現(xiàn)快速替代,成為光伏行業(yè)晶硅切片的主流切割工藝。2016 年,金剛線切割在國(guó)內(nèi)單晶硅切片環(huán)節(jié)對(duì)原有的砂漿切割實(shí)現(xiàn)了全面替代。
目前主流使用的母線是碳鋼金剛線,線徑的理論極限約30μm,產(chǎn)業(yè)化極限約35-36μm。目前38、40μm 線徑的占比逐漸增加,將成為未來(lái)兩年的主流。而鎢基金剛線預(yù)計(jì)產(chǎn)業(yè)化極限能到24-25μm,理論上能夠解決線徑極限問題。鎢絲金剛線主要優(yōu)勢(shì)是韌性好、強(qiáng)度高、不易斷線,而在切割速度上并無(wú)優(yōu)勢(shì)。目前40、38、36 線碳鋼金剛線的斷線率分別在3%、3.2%、3.5%左右;而鎢絲金剛線的細(xì)線斷線率約3%。
鎢絲憑借耐磨損、高強(qiáng)度、斷線率低等優(yōu)勢(shì),具備更大的細(xì)線化空間。一方面在硅片薄片化的趨勢(shì)下,
鋼絲金剛線切割更薄硅片會(huì)導(dǎo)致較高的碎片率,嚴(yán)重影響良率,目前最為成熟的解決方案為鎢絲金剛線。
另一方面,鎢絲母線成材率的提升也將降低鎢絲金剛線價(jià)格,提升鎢絲金剛線替代鋼絲金剛線的經(jīng)濟(jì)效益。因此,在硅片大尺寸和薄片化持續(xù)推進(jìn)的背景下,鎢絲金剛線替代高碳鋼絲金剛線的路線較為明確,替代空間廣闊。
國(guó)內(nèi)外光伏新增裝機(jī)量快速增長(zhǎng),有望帶動(dòng)金剛線需求放量。金剛線作為光伏硅料切割的重要耗材,需求量與光伏行業(yè)景氣度聯(lián)系緊密。根據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),自2016 年起,全球光伏累計(jì)裝機(jī)量大幅度增長(zhǎng),從2016 年的296GW 增長(zhǎng)到2023 年的1412GW,2023 年全球光伏裝機(jī)容量同比增長(zhǎng)32.4%。
中國(guó)光伏裝機(jī)量從2016 年的77GW 增長(zhǎng)到2024 年的886GW,2023 年中國(guó)光伏裝機(jī)量為609GW,同比增長(zhǎng)55.3%;2024 年中國(guó)光伏裝機(jī)容量為886GW,同比增長(zhǎng)45.5%,增長(zhǎng)速度仍然保持較高水平。
全球已有多個(gè)國(guó)家提出了“碳中和”或“氣候中和”的氣候目標(biāo),發(fā)展以光伏為代表的可再生能源已成為全球共識(shí)。根據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)在《全球能源轉(zhuǎn)型展望》中提出的1.5℃情景,到2030 年,可再生能源裝機(jī)將達(dá)到11000GW 以上,其中光伏裝機(jī)將超過(guò)5400GW。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)在《2024 年可再生能源分析與展望》中預(yù)測(cè),到2030 年,光伏新增裝機(jī)容量在各種電源形式中占比將達(dá)到70%。整體而言,全球光伏市場(chǎng)仍有增長(zhǎng)空間。